混凝土钻芯法抗压强度主要影响因素探讨

兰建强

（福建省永正工程质量检测有限公司，福建 福州 350012）

针对实体混凝土强度检测以及质量鉴定，可以合理应用钻芯法，此类方法应用中具有直观化，可靠，更贴近实际等应用特征。在实践操作过程中，技术人员要制取混凝土圆柱体试样，采取精确化切割、打磨与补平措施。在芯样加工过程及破型中，试验操作受到较多因素的综合影响，如加载速率、芯样端面加工及处理方式、芯样直径及高径比、压头结构形式等。本文通过对加载速率、芯样端面加工及处理方式等试验操作要素进行合理分析，建立试验操作过程与抗压强度之间的关联，以便于更好、更准确地综合反映混凝土的质量。

1 端面加工及补平方式应用研究

对混凝土芯样进行锯切之后选取各类端面处理方式，常用的主要有机械化磨平操作、硫磺胶泥及水泥砂浆材料补平等措施。针对强度等级不同的混凝土芯样，选取不同的端面处理方式。各个端面在全面处理过程中要对基本试验成效进行分析。本文基于断面处理方式综合分析不同处理方式之间的差异性，再判定其对试验结果产生的主要影响。采取的方案是选取三种强度等级混凝土C25、C40、C55，用不同的端面处理方式进行强度对比试验。每种强度等级混凝土制备12组进行试验，每组为3块边长150mm的立方体样本。其中2组共6块进行立方体标准抗压试验，5组钻取高度与直径比为1:1，直径为100mm的圆柱体芯样，应用硫磺胶泥补平处理方式，补平厚度控制在1.5mm内，剩余5组钻取高度与直径比为1:1，直径为100mm的圆柱体芯样，应用机械磨平处理方式。所有试件成型后均在标准养护室养护，标准养护 28d后，进行芯样的钻取及端面加工磨平处理，在进行抗压试验时，芯样抗压试验时间与同标号的立方体试件抗压试验时间差控制在4h以内[1]。端面全面加工补平处理之后其基本垂直度与平整度要全面适应规范化钻芯检测混凝土技术规程要求，依照规范化标准展开强度试验操作。通过数据统计处理以及正态检验对各项数据进行深入检验分析，判定各项数据中表现出的正态变化规律。再根据正态样本离群值判定与处理，借助检验法对离群值进行综合分析[2-3]，具体结果如表1、表2所示。

表1 不同的端面加工及处理方式试验结果分析

表2 不同强度等级混凝土立方体抗压强度值

组2（MPa） 29.2 45.8 59.7平均值（MPa） 29.5 45.4 59.3

从表1、表2的具体实践操作结果中能得出，抗压强度等级在C25到C55之间，当前相关技术人员合理应用硫磺胶泥补平和机械磨平处理芯样后再进行抗压试验，机械磨平由于会对芯样进行二次干扰，磨平的工艺不均匀，存在一些表面缺陷，受力传递方式的不同，整体的芯样抗压强度值偏低，且离散性更大一些。

应用硫磺胶泥补平的试样，整体抗压强度值较机械磨平方式处理的芯样高且分布更加集中，与混凝土立方体标准试块抗压值结果相当，更接近构件实体的强度真实值，更有代表性。

对于强度等级在C60及以上的混凝土芯样，本文未进行相关对比试验，需要后期通过试验进行论证机械加工磨平，硫磺胶泥补平对高强混凝土的扰动影响程度。

2 加载速率分析

在芯样抗压强度试验中主要是依据《钻芯法检测混凝土强度技术规程》JGJ/T 384-2016[4]，应用混凝土力学试验方法开展，规范具体要求的加载速率如表3所示。

表3 规范要求的加载速率

在试验操作过程中主要是选取不同等级混凝土芯样进行加工，例如应用 C25以及C50强度等级混凝土芯样，对其进行全面加工之后，要通过规范化措施对获取样品垂直度以及平整度进行规范化测量，促使其满足标准要求。基于多个加载速率展开多项试验操作，统计具体结果如表4所示[2]。

表4 不同加载速率试验结果分析

在C25、C50强度等级混凝土芯样中，应用规范化的最低、最高速率以及超出标准要求速率开展针对性试验。从表4各项数据中能得出，当加载速率在规范要求的范围内变化时，混凝土的强度检测值基本稳定，变化的幅度不大，相对较小，当加载速率增大，超过标准要求时，混凝土强度值出现较大增幅，针对C25等级混凝土，加载速率由0.3MPa/s提高到0.8MPa/s，混凝土芯样强度检测值由26.9MPa提高到29.0MPa，提高了7.8%，针对C50等级混凝土，加载速率由0.5MPa/s提高到1.0MPa/s，混凝土强度检测值由53.4MPa提高到57.7MPa，提高了8.1%。从上述各项结果中能得出，在试验操作中将加载速率控制在规范规定范围中对具体试验结果不会产生较大影响，结果具有对比性。采用高加载速率进行测试，获取的试验数据结果偏高。针对高于C60等级的混凝土芯样，对不同加载速率中要分析对试验数据产生的综合影响。相关检测部门在工程质量监督检测过程中，要调节各个环节操作，对加载速率进行严格调控，整合记录多项数据。

3 结论

混凝土属于各类复合型材料混合制作而成，在混凝土中各类性质的力学强度是基本属性，在数量值中会表现出较大差异性，在混凝土芯样抗压试验中，要合理的选择芯样端面加工处理方式、芯样抗压试验的加载速率。不同的端面处理，对抗压结果的影响不同，在C25到C55等级范围内硫磺胶泥补平方式比机械磨平方式强度更高，其检测值更接近相同等级的立方体试件标准抗压强度。需要注意的是，补平的时候，如果芯样出现有明显刀痕或边缘有凸起，应该进行打磨后再补平。不同的加载速率对抗压结果有不同的影响，在具体的试验操作中将加载速率控制在规范规定范围中对试验结果不会产生较大影响，结果具有对比性，采取超出规范的高加载速率进行试验，获取的试验数据结果偏高，在具体的试验中，将速率设定为某一数值时，压力机的实际速率会在一定范围内波动，所以我们在试验中应该将速率设定在规范要求范围的中值，这样可以减小加载速率不同带来的试验结果偏差。

硫磺胶泥补平由于操作较为麻烦，需要精确控制硫磺胶泥的加热温度，同时人员在操作的过程中也涉及到一些安全防护问题，可以再进行一些研究，应用水泥净浆、云石胶及一些性能优良的砂浆进行端面处理对比试验，积累经验，最终选择一种性能优良、补平操作方便、结果与立方体抗压强度接近的材料做为芯样抗压试验的补平材料。